LU83176A1

LU83176A1 - IMPROVEMENTS ON WELDING ELECTRODES

Info

Publication number: LU83176A1
Application number: LU83176A
Authority: LU
Inventors: J Defourny
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1981-02-27
Publication date: 1981-06-05

Description

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sous le no 8(?Λ . _/ i i CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,under no. 8 (? Λ. _ / i i METALLURGICAL RESEARCH CENTER -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,

Association sans but lucratif - Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique) .Non-profit association - Vereniging zonder winstoogmerk in BRUXELLES, (Belgium).

Perfectionnements aux électrodes de soudage.Improvements to welding electrodes.

Le présent perfectionnement concerne des électrodes de soudage à âme en acier, destinées spécialement à être utilisées sous eau.The present improvement relates to welding electrodes with a steel core, specially intended for use under water.

Les techniques modernes de constructions métal- > liques, ainsi que celles correspondantes de transformations et de réparations font souvent appel à des opérations de soudage dans les conditions opératoires les plus variées, et notammen^/ à des opérations de soudage sous eau.Modern techniques of metal constructions, as well as those corresponding to transformations and repairs often call for welding operations under the most varied operating conditions, and in particular for welding operations under water.

< * 2.- L'utilisation sous eau d'électrodes de soudage se heurte, comme on le sait, à des difficultés propres à ce genre d'application, difficultés qui ne permettent généralement que l'obtention d'une qualité relativement médiocre des cordons de soudure que l'on peut déposer.<* 2.- The use of welding electrodes under water encounters, as we know, difficulties specific to this type of application, difficulties which generally only allow the relatively poor quality of the weld beads that can be removed.

Parmi ces inconvénients, on peut citer tout spécialement la fissuration des cordons déposés, due essentiel-! * lement à la présence d'hydrogène, lequel provient de la disso- | ciation de l'eau par l'arc électrique au voisinage immédiat de j | - la partie du cordon en cours de dépôt, cet hydrogène a une forte | - propension à s'occlure dans le métal déposé, le rendant ainsi I particulièrement sensible à la fissuration.Among these drawbacks, we can especially mention the cracking of the deposited cords, which is essential! * Lely to the presence of hydrogen, which comes from the disso- | ciation of water by the electric arc in the immediate vicinity of j | - the part of the bead being deposited, this hydrogen has a strong | - propensity to occlude in the deposited metal, thus making it particularly sensitive to cracking.

Les électrodes commercialisées actuellement en vue du soudage sous eau comportent généralement un enrobage à S base de rutile. Il est ainsi possible de maintenir un arc assez stable et d'obtenir un cordon de soudure de bel aspect.Ce type d'enrobage présente cependant, comme déjà mentionné plus haut, l'inconvénient d'introduire une forte teneur en hydrogène dans le métal déposé·. Le risque de fissuration est donc important et peut conduire à la ruine de l'assemblage.The electrodes currently marketed for welding under water generally comprise a coating based on rutile. It is thus possible to maintain a fairly stable arc and to obtain a welded bead of good appearance. This type of coating has, however, as already mentioned above, the disadvantage of introducing a high hydrogen content in the metal. deposit·. The risk of cracking is therefore significant and can lead to the ruin of the assembly.

Des essais effectués par le demandeur ont montré qu'un enrobage de type oxydant permettait de réduire la teneur en hydrogène dans le métal fondu et par 1¾ même le risque de fissuration à froid. Cependant, les caractéristiques mécaniques du métal déposé sont relativement faibles, phénomène dü à l'oxydation des éléments d'alliages du métal déposé.Tests carried out by the applicant have shown that an oxidizing type coating makes it possible to reduce the hydrogen content in the molten metal and thereby also the risk of cold cracking. However, the mechanical characteristics of the deposited metal are relatively low, a phenomenon due to the oxidation of the alloying elements of the deposited metal.

La présente invention a pour objet de révéler une composition d'électrodes de soudage grâce à laquelle les soudures déposées sous eau ne présentent pas les inconvénients cités ci-dessus.The object of the present invention is to reveal a composition of welding electrodes by means of which the welds deposited under water do not have the drawbacks mentioned above.

Les électrodes, objet de la présente invention, composées d'une âme en acier et d'un enrobage qui l'entoure, sont essentiellement caractérisées en ce que l'enrobage des / | dites électrodes contient des éléments oxydants destinés Pui ' à npnhral i cpi· 1 'offoh Λο 1 'arrnsrihinn Λρ lrvrî-rnrronia il/ ' 3.- j naissant et en ce que l'âme de la baguette de soudure comporte plusieurs éléments qui, après dépôt du cordon de soudure, conduisent dans celui-ci à la formation d'éléments durcissants et en ce que l'enrobage et/ou l'âme contient du nickel dans une proportion comprise entre 1 % et 3 %, ce qui améliore la résilience du métal déposé.The electrodes, object of the present invention, composed of a steel core and a coating which surrounds it, are essentially characterized in that the coating of / | said electrodes contains oxidizing elements intended Pui 'to npnhral i cpi · 1' offoh Λο 1 'arrnsrihinn Λρ lrvrî-rnrronia it /' 3.- emerging and in that the soul of the welding rod comprises several elements which, after depositing the weld bead, lead therein to the formation of hardening elements and in that the coating and / or the core contains nickel in a proportion of between 1% and 3%, which improves the resilience of the deposited metal.

Suivant une première modalité de constitution de % l'électrode, son âme contient de l’oxyde d'aluminium sous une forme particulièrement fine, les dimensions des grains de cetAccording to a first method of constituting% the electrode, its core contains aluminum oxide in a particularly fine form, the dimensions of the grains of this

OO

oxyde ne dépassant pas de préférence 400 A.oxide preferably not exceeding 400 A.

Suivant une deuxième modalité constructive de l'électrode, son âme contient suffisamment d'azote pour saturer, sous forme de nitrure, tout l'aluminium qui y est présent, la teneur du métal en aluminium ne dépassant pas 0,5 %.According to a second constructive modality of the electrode, its core contains enough nitrogen to saturate, in the form of nitride, all the aluminum which is present there, the content of the metal in aluminum not exceeding 0.5%.

Suivant une troisième modalité constitutive de cette électrode, celle-ci comporte dans son âme et/ou dans son enrobage, une proportion de cuivre métallique comprise entre 1 % et 2 %. Au cours de l'opération de soudage, le cuivre s' oxyde pour former des précipités dont la taille est suffisamment petite pour avoir un effet durcissant sur le cordon de soudure déposé.According to a third constitutive modality of this electrode, the latter comprises in its core and / or in its coating, a proportion of metallic copper of between 1% and 2%. During the welding operation, the copper oxidizes to form precipitates whose size is small enough to have a hardening effect on the welded bead deposited.

Le tableau suivant fournit des résultats comparatifs des teneurs en Cu et Ni du métal déposé sous eau par élec-! - trode oxydante, pour des additions respectives dans l'âme en ! acier et dans l'enrobage.The following table provides comparative results of the Cu and Ni contents of the metal deposited under water by electro! - oxidizing trode, for respective additions in the core! steel and in the coating.

I, I ·# __ ____ __ _____ - .I, I · # __ ____ __ _____ -.

. . teneur du métal déposé par addition , Addition dans _:_ r _ l'électrode dans l'âme dans l'enrobage i 1 % Cu 0,7 % eu O, 6 % Cu 2 % Cu 1,6 % Cu 1,2 % Cu ( 1 % Cu + 1 % Ni 0,6 % Cu + 0,8 % Ni 0,6 % Cu + 0,8 % Ni/ /7. . content of the metal deposited by addition, Addition in _: _ r _ the electrode in the core in the coating i 1% Cu 0.7% eu O 6% Cu 2% Cu 1.6% Cu 1.2 % Cu (1% Cu + 1% Ni 0.6% Cu + 0.8% Ni 0.6% Cu + 0.8% Ni / / 7

=; ___JJA=; ___JJA

4.- II ressort de ce tableau que les éléments Cu et Ni se transfèrent avec un rendement satisfaisant de l'élec-, trode dans le métal déposé, quelle que soit leur localisation dans l'électrode : âme ou enrobage.4.- It appears from this table that the elements Cu and Ni are transferred with a satisfactory yield from the electrode, electrode in the deposited metal, whatever their location in the electrode: core or coating.

La possibilité ainsi offerte de procéder à des additions dans l'enrobage est très avantageuse, car elle permet d'utiliser, pour cette électrode, une âme en acier doux classique, sans devoir craindre une diminution des propriétés finales.The possibility thus offered of making additions to the coating is very advantageous, because it makes it possible to use, for this electrode, a conventional mild steel core, without having to fear a reduction in the final properties.

En ce qui concerne la résilience du métal déposé, il est apparu, comme dit plus haut, que des additions de nickel dans l'âme ou dans l'enrobage en quantités variant de 1 à 3 %, amélioraient très sensiblement la résilience du métal déposé.As regards the resilience of the deposited metal, it appeared, as said above, that additions of nickel to the core or to the coating in amounts varying from 1 to 3%, very significantly improved the resilience of the deposited metal .

Ces additions de Ni favorables à l'obtention de résiliences élevées peuvent être effectuées simultanément aux additions de cuivre, nécessitées pour l'obtention des caractéristiques de résistance requises.These Ni additions favorable to obtaining high resilience can be carried out simultaneously with the copper additions, necessary for obtaining the required resistance characteristics.

Le tableau ci-après montre l'influence d'une addition de 1 % Cu et 1 % Ni dans l'enrobage d'une électrode oxydante sur les propriétés du métal déposé : RésilienceThe table below shows the influence of an addition of 1% Cu and 1% Ni in the coating of an oxidizing electrode on the properties of the deposited metal: Resilience

Re (MPa) Rm (MPa) (j/cm2) * électrode oxydante classique 320 390 17 (sans addition) électrode oxydante comportant 380 450 40 1 % Cu + 1 % Ni I-1-^-\—φ 5.- I II n'est pas inutile de signaler ici que les ! additions de Ni ou de Cu dans les proportions revendiquées (Cu :.Re (MPa) Rm (MPa) (j / cm2) * conventional oxidizing electrode 320 390 17 (without addition) oxidizing electrode comprising 380 450 40 1% Cu + 1% Ni I-1 - ^ - \ - φ 5.- I It is worth pointing out here that! additions of Ni or Cu in the proportions claimed (Cu:.

1 à 2 %; Ni : 1 à 3 %) ne provoquent pas de risque de fissura-v/ i= * h1 to 2 %; Ni: 1 to 3%) do not cause a risk of cracking-v / i = * h

Claims

1. Welding electrode, composed of a steel core and a coating, characterized 'in that the coating contains oxidizing elements, in that the core of the welding rod comprises several elements which, after deposition of the weld bead, lead therein to the formation of hardening elements, and in that the coating and / or the core, contains from 1% to 3% of metallic nickel.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that its core comprises aluminum oxide in a particularly fine form, the dimensions of the grains of O this oxide preferably not exceeding 400 A.

3. Electrode according to either of Claims 1 and 2, characterized in that its core contains sufficient nitrogen to saturate, in the form of nitride, all the aluminum which is present there, the content of the metal in aluminum, however, not exceeding 0.5%.

4. Electrode according to either of claims 1 to 3, characterized in that it contains in its core and / or in its coating, a proportion of metallic copper between 1% and 2%. V ψ Ί A '- —- "Breasts \ / ..... picHChcS £ _ rî .-- = £ 2- ^ / L ps." ^ Fprde ............ _______ £ ........ description J .... of claim ^ .is / ^ ... description: l ¥ Ç''T-Y- '"" "V Fw" ·> “ji